Sloučeniny síry. Oxidační stavy síry ve sloučeninách. Vzorce sloučenin síry

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 05:20

Do podskupiny chalkogenů patří síra – to je druhý z prvků, který může tvořit velké množství rudných ložisek. Velmi rozšířené jsou sírany, sulfidy, oxidy a další sloučeniny síry, důležité v průmyslu i přírodě. Proto v tomto článku zvážíme, co to je, co je to samotná síra, její jednoduchá substance.

Síra a její vlastnosti

Tento prvek má v periodické tabulce následující pozici.

1. Šestá skupina, hlavní podskupina.
2. Třetí malé období.
3. Atomová hmotnost – 32, 064.
4. Pořadové číslo - 16, stejný počet protonů a elektronů, neutronů také 16.
5. Odkazuje na nekovové prvky.
6. Ve vzorcích se čte jako "es", název prvku síra, latinsky síra.

V přírodě existují čtyři stabilní izotopy s hmotnostními čísly 32, 33, 34 a 36. Tento prvek je šestým nejrozšířenějším v přírodě. Odkazuje na biogenní prvky, protože je součástí důležitých organickýchmolekuly.

Elektronická struktura atomu

Sloučeniny síry vděčí za svou rozmanitost zvláštnostem elektronové struktury atomu. Je vyjádřeno následujícím konfiguračním vzorcem: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Dané pořadí odráží pouze stacionární stav prvku. Je však známo, že pokud je atomu předána dodatečná energie, pak mohou být elektrony deparovány na podúrovních 3p a 3s, po čemž následuje další přechod na 3d, který zůstává volný. V důsledku toho se mění nejen mocenství atomu, ale i všechny možné oxidační stavy. Jejich počet výrazně narůstá, stejně jako počet různých látek s účastí síry.

Oxidační stavy síry ve sloučeninách

Existuje několik hlavních variant tohoto indikátoru. Pro síru je to:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Z nich je S⁺² nejvzácnější, ostatní jsou roztroušeny všude. Chemická aktivita a oxidační schopnost celé látky závisí na stupni oxidace síry ve sloučeninách. Takže například sloučeniny s -2 jsou sulfidy. V nich je prvek, o kterém uvažujeme, typické oxidační činidlo.

Čím vyšší je hodnota oxidačního stavu ve sloučenině, tím výraznější bude oxidační schopnost látky. To lze snadno ověřit, pokud si vzpomeneme na dvě hlavní kyseliny, které tvoří síra:

• H₂SO₃ - sirný;
• H₂SO₄ - sírová.

To se víta druhá je mnohem stabilnější, silná sloučenina s velmi silnou oxidační schopností ve vysoké koncentraci.

Jednoduchá látka

Síra jako jednoduchá látka jsou žluté krásné krystaly rovnoměrného, pravidelného, protáhlého tvaru. I když je to pouze jedna z jejích forem, protože existují dvě hlavní alotropní modifikace této látky. První, jednoklonný nebo kosočtverečný, je žluté krystalické těleso, které se nemůže rozpouštět ve vodě, ale pouze v organických rozpouštědlech. Liší se křehkostí a krásnou formou struktury prezentované ve formě koruny. Bod tání - asi 110⁰C.

Pokud vám při zahřívání takové úpravy neunikne mezidobí, pak můžete včas odhalit další stav - plastickou síru. Jde o pryžově hnědý viskózní roztok, který se dalším zahřátím nebo rychlým ochlazením opět změní na kosočtverečný tvar.

Pokud mluvíme o chemicky čisté síře získané opakovanou filtrací, pak se jedná o jasně žluté drobné krystalky, křehké a zcela nerozpustné ve vodě. Schopný vznítit při kontaktu s vlhkostí a kyslíkem ve vzduchu. Liší se poměrně vysokou chemickou aktivitou.

Být v přírodě

V přírodě existují přírodní ložiska, ze kterých se získávají sloučeniny síry a samotná síra jako jednoduchá látka. Navíc onaobsahuje:

• v minerálech, rudách a horninách;
• v těle zvířat, rostlin a lidí, protože je součástí mnoha organických molekul;
• v zemním plynu, ropě a uhlí;
• v ropných břidlicích a přírodních vodách.

Některé z nejbohatších minerálů na síru lze pojmenovat:

• cinnabar;
• pyrite;
• sphalerite;
• antimonit;
• galena a další.

Většina dnes vyrobené síry jde na výrobu síranů. Další část se používá pro lékařské účely, zemědělství, průmyslové procesy pro výrobu látek.

Fyzikální vlastnosti

Dají se popsat několika body.

1. Nerozpustný ve vodě, rozpustný v sirouhlíku nebo terpentýnu.
2. Při delším tření akumuluje záporný náboj.
3. Bod tání je 110 ⁰C.
4. Bod varu 190 ⁰C.
5. Když dosáhne 300 ⁰C se změní na tekuté, snadno mobilní.
6. Čistá látka se může samovolně vznítit, vlastnosti jsou velmi dobré.
7. Sám o sobě nemá prakticky žádný zápach, ale sloučeniny síry vydávají ostrý zápach zkažených vajec. Stejně jako někteří plynní binární zástupci.

Fyzikální vlastnosti dané látky jsou lidem známy již od starověku. Síra dostala své jméno pro svou hořlavost. Ve válkách se používaly dusivé a jedovaté zplodiny, které vznikají při hoření této sloučeniny, jakozbraně proti nepřátelům. Kromě toho kyseliny obsahující síru měly vždy velký průmyslový význam.

Chemické vlastnosti

Téma: „Síra a její sloučeniny“ve školním kurzu chemie nezabere jednu lekci, ale několik. Vždyť je jich hodně. To je způsobeno chemickou aktivitou této látky. Může vykazovat jak oxidační vlastnosti se silnějšími redukčními činidly (kovy, bór a další), tak redukční vlastnosti s většinou nekovů.

Navzdory takové aktivitě však za normálních podmínek dochází pouze k interakci s fluorem. Všechny ostatní vyžadují vytápění. Existuje několik kategorií látek, se kterými může síra interagovat:

• kovy;
• nekovy;
• alkali;
• silné oxidační kyseliny - sírová a dusičná.

Sloučeniny síry: variety

Jejich rozmanitost bude vysvětlena nestejnou hodnotou oxidačního stavu hlavního prvku - síry. Na tomto základě tedy můžeme rozlišit několik hlavních typů látek:

• sloučeniny s oxidačním stavem -2;
• +4;
• +6.

Pokud vezmeme v úvahu třídy, a nikoli index valence, pak tento prvek tvoří molekuly jako:

• kyseliny;
• oxides;
• sloučeniny síry;
• s alt;
• binární sloučeniny s nekovy (sirouhlík, chloridy);
• organická hmota.

Nyní se podíváme na ty hlavní a uvedeme příklady.

Látky s oxidačním stavem -2

Sloučeniny síry 2 jsou její konformace s kovy a také s:

• carbon;
• vodík;
• fosfor;
• silicon;
• arsen;
• bor.

V těchto případech působí jako oxidační činidlo, protože všechny uvedené prvky jsou elektropozitivnější. Pojďme se podívat na některé z nejdůležitějších.

1. Sírouhlík - CS₂. Transparentní kapalina s charakteristickou příjemnou vůní éteru. Je toxický, hořlavý a výbušný. Používá se jako rozpouštědlo pro většinu druhů olejů, tuků, nekovů, dusičnanu stříbrného, pryskyřic a kaučuků. Je také důležitou součástí při výrobě umělého hedvábí - viskózy. V průmyslu se syntetizuje ve velkém množství.
2. Sirovodík nebo sirovodík - H₂S. Bezbarvý plyn se sladkou chutí. Vůně je ostrá, extrémně nepříjemná, připomínající zkažené vejce. Jedovatý, tlumí dýchací centrum, protože váže ionty mědi. Proto při jejich otravě dochází k udušení a smrti. Široce se používá v lékařství, organické syntéze, výrobě kyseliny sírové a jako energeticky účinná surovina.
3. Sirníky kovů jsou široce používány v lékařství, při výrobě síranů, při výrobě barev, při výrobě fosforů a na dalších místech. Obecný vzorec je Me_xS_y.

Sloučeniny s oxidačním stavem +4

Sloučeniny síry 4 -je to převážně oxid a jeho odpovídající soli a kyselina. Všechny z nich jsou poměrně běžné sloučeniny, které mají určitou hodnotu v průmyslu. Mohou také působit jako oxidační činidla, ale častěji vykazují redukční vlastnosti.

Vzorce pro sloučeniny síry s oxidačním stavem +4 jsou následující:

• oxid - oxid siřičitý SO₂;
• kyselina - sirná H₂SO₃;
• soli mají obecný vzorec Me_x(SO₃)_y.

Jedním z nejběžnějších je oxid siřičitý neboli anhydrid. Je to bezbarvá látka s vůní spálené zápalky. Vznikl ve velkých shlucích během sopečných erupcí a je v tuto chvíli snadno rozpoznatelný čichem.

Rozpouští se ve vodě za vzniku snadno rozložitelné kyseliny - siřičité. Chová se jako typický kysličník, tvoří soli, které zahrnují SO₃^2- jako siřičitanový iont. Tento anhydrid je hlavním plynem, který ovlivňuje znečištění okolní atmosféry. To způsobuje kyselé deště. V průmyslu se používá při výrobě síranů.

Sloučeniny, ve kterých má síra oxidační stav +6

Patří sem především anhydrid kyseliny sírové a kyselina sírová s jejich solemi:

• sulfáty;
• hydrosulfáty.

Vzhledem k tomu, že atom síry v nich je v nejvyšším stupni oxidace, jsou vlastnosti těchto sloučenin celkem pochopitelné. Jsou to silná oxidační činidla.

Oxid sírový (VI) - anhydrid kyseliny sírové - je atěkavá bezbarvá kapalina. Charakteristickým znakem je vysoká schopnost absorbovat vlhkost. Kouří venku. Po rozpuštění ve vodě poskytuje jednu z nejsilnějších minerálních kyselin - sírovou. Jeho koncentrovaný roztok je těžká olejovitá nažloutlá kapalina. Pokud se anhydrid rozpustí v kyselině sírové, získá se speciální sloučenina zvaná oleum. Průmyslově se používá při výrobě kyseliny.

Mezi soli - sulfáty - sloučeniny jako:

• sádra CaSO₄ 2H₂O;
• baryt BaSO₄;
• mirabilite;
• síran olovnatý a další.

Používají se ve stavebnictví, chemické syntéze, medicíně, výrobě optických přístrojů a skel a dokonce i v potravinářském průmyslu.

Hydrosírany jsou široce používány v metalurgii, kde se používají jako tavidlo. A také pomáhají převádět mnoho komplexních oxidů na rozpustné sulfátové formy, což se používá v odpovídajících průmyslových odvětvích.

Studium síry ve školním kurzu chemie

Kdy je nejlepší čas, aby se studenti dozvěděli, co je síra, jaké jsou její vlastnosti, co je sloučenina síry? 9. třída je nejlepší období. Není to úplný začátek, kdy je vše nové a pro děti nepochopitelné. To je střední cesta ve studiu chemické vědy, kdy dříve položené základy pomohou téma plně pochopit. Na zvážení těchto otázek je proto vyhrazena druhá polovina maturitního roku.třída. Zároveň je celé téma rozděleno do několika bloků, ve kterých je samostatná lekce "Sirné sloučeniny. Třída 9".

Je to kvůli jejich hojnosti. Samostatně je posuzována i problematika průmyslové výroby kyseliny sírové. Obecně jsou tomuto tématu vyhrazeny v průměru 3 hodiny.

Organické sloučeniny síry se ale berou ke studiu pouze v 10. ročníku, kdy se berou v úvahu organické otázky. Ovlivňuje je i biologie na střední škole. Koneckonců, síra je součástí takových organických molekul, jako jsou:

• thioalkoholy (thioly);
• proteiny (terciární struktura, na které se tvoří disulfidové můstky);
• thioaldehydy;
• thiofenoly;
• thioethers;
• sulfonové kyseliny;
• sulfoxidy a další.

Jsou klasifikovány jako zvláštní skupina organosírových sloučenin. Jsou důležité nejen v biologických procesech živých bytostí, ale také v průmyslu. Například sulfonové kyseliny jsou základem mnoha léků (aspirin, sulfanilamid nebo streptocid).

Síra je navíc konstantní složkou sloučenin, jako jsou některé:

• aminokyseliny;
• enzymy;
• vitamíny;
• hormony.